Нефтезагрязнение при добыче нефти на шельфе

     Негосударственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Академия МНЭПУ»

 

Институт   Экологии

 

        Кафедра   Природопользования

 

 

 

       КУРСОВАЯ    РАБОТА

 

 

   Пославская

    Юлия Вячеславовна

 

 

       «Нефтезагрязнение при добыче на шельфе»

 

 

 

 

Руководитель работы                            Горшкова О.М.   

 

 

Работа допущена к защите

Заведующий кафедрой                         /________/«___» ___________ 20__ г.

                                                                                                    (подпись,   дата)

 

 

 

Москва  -  2013 г.

Аннотация

Курсовая работа: 35 страниц, 7 рисунков, 3 таблицы, 13 источников, 4 страницы приложений.

 

Ключевые слова: Нефть, нефтезагрязнение, нефтедобыча, шельф, гидробионты, ликвидация нефтезагрязнения.

 

Текст аннотации: В последние несколько десятилетий добыча нефти является важной отраслью для всех стран мира. Как экономически, так и в промышленности. Не просто так нефть называют «Черным золотом». С каждым днем уровень добычи нефти увеличивается, появляется все больше буровых платформ и новых скважин. Следовательно, увеличится количество аварий на платформах. Следовательно, будет больше нефтяных разливов, а это приведет уже к глобальным экологическим проблемам.

 

Эта работа имеет цели: показать в общих чертах как добывается нефть на шельфе, так же показать, чем опасен разлив нефти, почему так важно следить и быстро локализовать разлив, чтобы было меньше последствий. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Аннотация………………………………………………………………. 2

Введение………………………………………………………………… 4

Глава 1. Добыча нефти  на шельфе в мире………………………….… 6

Глава 2.  Добыча нефти на шельфе России…………………………... 11

Глава 3. Поведение  нефти и нефтепродуктов в водной среде……… 18

1. Химический состав нефти………………………………..….. 18
2. Источники загрязнения гидросферы нефтью………………. 20
3. Поведение нефти в водной среде………………...………….. 20

Глава 4. Влияние нефтезагрязнения на гидробионты……………….. 26

1. Планктон и нектон……………..…………………………...… 26
2. Бентос…………………………………………..…………….... 27
3. Морские птицы………………………………………………... 28
4. Морские млекопитающие…………………………………..… 30

Глава 5. Современные методы ликвидации, уменьшения нефтезагрязнения на шельфе…………………………………………… 31

Заключение…………………………………………………………….… 36

Список литературы……………………………………………………… 38

Приложения……………………………………………………………… 39

 

 

 

 

 

 

Введение

В течение последних нескольких десятков лет происходит загрязнение  океанов и морей такими вредными для их жизнедеятельности веществами, как нефть, тяжелые металлы, пестициды, радиоизотопы и другие вредные вещества. Загрязнение происходит в результате сброса в реки, а затем и в океан сточных вод различных промышленных предприятий, стока с полей и лесов, обработанных пестицидами, и потерь нефти при ее перевозках танкерами. Вблизи береговой линии в районах больших городов в морской воде нередко обнаруживается патогенная микрофлора. Степень загрязнения вод в океане все возрастает. Нередко способность воды к самоочищению оказывается уже недостаточной, чтобы справиться с постоянно увеличивающимся количеством сбрасываемых отходов. Поля загрязнения формируются в основном в прибрежных водах крупных промышленных центров и устьев рек, а также в районах интенсивного судоходства и нефтедобычи. Течениями загрязнения распространяются очень быстро и оказывают вредные воздействия на зоны океанов, наиболее богатые животными и растительностью, наносят серьезный ущерб экономике и состоянию морских экосистем.

 

Около 40 лет назад добыча нефти  во многих странах мира начала сдвигаться в сторону океана, охватывая все  новые морские акватории. Стационарные нефтяные платформы и вышки на шельфе ряда стран стали исчисляться десятками и сотнями. Сейчас их насчитывается около 7 тысяч в шельфовой зоне более 50 стран, а количество скважин с глубиной проникновения в земную кору до 4-5 км перевалило за 100 тысяч ещё к началу 80-х годов. Так началось становление морской нефтяной индустрии.

 

К числу наиболее вредных химических загрязнений, как указано в принятой в конце 1972 г. Международной конвенции  по предотвращению загрязнений морей  сбросами отходов, относятся нефть и нефтепродукты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Добыча нефти на шельфе в мире

 

Что значит нефть  сегодня для хозяйства любой  страны?

Это: сырье для  нефтехимии в производстве синтетического каучука, спиртов, полиэтилена, полипропилена, широкой гаммы различных пластмасс и готовых изделий из них, искусственных тканей; источник для выработки моторных топлив (бензина, керосина, дизельного и реактивных топлив), масел и смазок, а также котельно-печного топлива (мазут), строительных материалов (битумы, гудрон, асфальт); сырье для получения ряда белковых препаратов, используемых в качестве добавок в корм скоту для стимуляции его роста. Нефть - национальное богатство, источник могущества страны, фундамент ее экономики.

Доказанные запасы нефти в мире оцениваются в 140 млрд. т, а ежегодная добыча составляет около 3.5 млрд. т. Однако вряд ли стоит предрекать наступление через 40 лет глобального кризиса в связи с исчерпанием нефти в недрах земли, ведь экономическая статистика оперирует цифрами доказанных запасов то есть запасов, которые полностью разведаны, описаны и исчислены. А это далеко не все запасы планеты. Даже в пределах многих разведанных месторождений сохраняются неучтённые или не вполне учтенные нефтеносные секторы.

За последние  два десятилетия человечество вычерпало из недр более 60 млрд. т нефти. Вы думаете, доказанные запасы при этом сократились на такую же величину? Нет. Если в 1977 году запасы оценивались в 90 млрд. т, то в 1987 г. уже в 120 млрд., а к 1997 году увеличились еще на два десятка миллиардов. Ситуация парадоксальна: чем больше добываешь, тем больше остается. Между тем этот геологический парадокс вовсе не кажется парадоксом экономическим. Ведь чем выше спрос на нефть, чем больше ее добывают, тем большие капиталы вливаются в отрасль, тем активнее идет разведка на нефть, тем больше людей, техники, мозгов вовлекается в разведку и тем быстрее открываются и описываются новые месторождения. Кроме того, совершенствование техники добычи нефти позволяет включать в состав запасов ту нефть, наличие (и количество) которой было ранее известно, но достать которую было нельзя при техническом уровне прошлых лет. Конечно, это не означает, что запасы нефти безграничны, но очевидно, что у человечества есть еще не одно сорокалетие, чтобы совершенствовать энергосберегающие технологии и вводить в оборот альтернативные источники энергии.

Морской шельф (материковая отмель, континентальный шельф) представляет собой подводное продолжение  прибрежных участков суши, то есть является выровненной частью подводной окраины материков, которая примыкает к суше и характеризуется сходным с ним геологическим строением (рис. 1). Общая площадь мирового континентального шельфа превышает 30 млн.км2, из них 5-6 млн.км2 приходится на шельфы российских морей. [2]

 

Рис. 1. Рельеф континентального шельфа [10]

 

За 30-40 лет добыча нефти на морском  шельфе возросла до 20-25% от мировых объемов  добычи углеводородов. Этот процесс  продолжается в последнее десятилетие  с нарастанием темпов. Только в 1992г. было выполнено более 1000 разведочных и поисковых бурений в шельфовой зоне Дальнего Востока, Юго-Восточной Азии, Австралии, Северной и Центральной Америки и Западной Европы. К 2000г. объемы морского бурения приблизились к 3000 скважин в год при наибольших темпах прироста в США, Южной Америке и Африке и при рекордных глубинах проходки скважин до 7000-8000м в Мексиканском заливе. На шельфе Северного моря только 1993г. введено в эксплуатацию 25 новых нефтяных месторождений, а к 1998г. объемы добычи углеводородов в этом регионе удвоились. [4] Добыча нефти в мире с 1970 по 2006гг. (см. Приложение 1 и 2)

 

Систематические поиски нефтяных месторождений  на акваториях морей и океанов  были начаты в 1954. B 1965 всего 5 стран мира осуществляли морскую добычу нефти, в 1968 -21 страна, в 1973 более 30 стран, в 1984 свыше 40 государств добывают газ и нефть со дна морей и океанов и свыше 140 осуществляют их поиски на шельфах.

 

Общее количество пробуренных на мировом  шельфе скважин глубиной 4-5 км уже  в 80-е годы достигло 100тыс. По данным официальной статистики по состоянию на 1996г., на континентальном шельфе более 50 стран мира были установлены около 6500 стационарных нефтедобывающих платформ, из них около 4000 - в Мексиканском заливе, около 1000 - на шельфе Азии, 750  - на Ближнем Востоке, более 400 - в морях Европы и 380 у берегов Африки. Некоторые из этих сооружений отличаются поистине циклопическими размерами и имеют длину подводных свай до 300м и полную высоту до 400м. Они способны выдерживать экстремальные динамические нагрузки - ураганные ветры со скоростью 200км/ч, 30-метровые волны и цунами, сильные землетрясения и мощные ледяные поля.[5]

 

Буровая платформа - сложное техническое сооружение, предназначенное для добычи нефти на морском шельфе. Прибрежные месторождения нередко продолжаются на расположенной под водой части материка, которую и называют шельфом. Его границами служат берег и так называемая бровка - четко выраженный уступ, за которым глубина стремительно возрастает. Обычно глубина моря над бровкой составляет 100-200 метров, но иногда она доходит и до 500 метров, и даже до полутора километров, например, в южной части Охотского моря или у берегов Новой Зеландии.  
 
        В зависимости от глубины применяют различные технологии.  На мелководье обычно сооружают укрепленные «острова», с которых и осуществляют бурение.  Именно так нефть издавна добывалась на Каспийских месторождениях в районе Баку. Применение такого способа, особенно в холодных водах, часто сопряжено с риском повреждения нефтедобывающих «островов» плавучими льдами.  Например, в 1953 году, большой ледяной массив, оторвавшийся от берега, уничтожил около половины нефтедобывающих скважин в Каспийском море.  Реже применяется технология, когда нужный участок окантовывают дамбами и откачивают воду из образовавшегося котлована. При глубине моря до 30 метров раньше сооружались бетонные и металлические эстакады, на которых размещали оборудование. Эстакада соединялась с сушей или же представляла собой искусственный остров. Но сейчас это уже неактуально. 
 
         Если месторождение располагается близко к суше, есть смысл бурить наклонную скважину с берега. Одна из наиболее интересных современных разработок – дистанционное управление горизонтальным бурением. Специалисты осуществляют контроль прохождения скважины с берега. Точность процесса настолько высока, что можно попасть в нужную точку с расстояния в несколько километров.  В феврале 2008 года корпорацией Эксон Мобил (Exxon Mobil) установлен мировой рекорд в бурении подобных скважин в рамках проекта «Сахалин-1».  Протяженность ствола скважины здесь составила 11 680 метров.  Бурение осуществлялось сначала в вертикальном, а затем в горизонтальном направлении под морским дном на месторождении Чайво в 8-11 километрах от берега. 
 
         Чем глубже воды, тем более сложные технологии применяются. На глубинах до 40 метров сооружаются стационарные платформы, если же глубина достигает 80 метров, используют плавучие буровые установки, оснащенные опорами. До 150-200 метров работают полупогружные платформы, которые удерживаются на месте при помощи якорей или сложной системы динамической стабилизации. А буровым судам подвластно бурение и на гораздо больших морских глубинах. Большинство «скважин-рекордсменов» было проведено в Мексиканском заливе – более 15 скважин пробурены на глубине, превышающей полтора километра. [12]

        

Рис. 2. Виды буровых платформ

 

 

Глава 2.  Добыча нефти на шельфе России

 

Запасы углеводородов в мире истощаются с каждым годом – большая  часть крупных месторождений  на суше, по оценкам экспертов, уже  открыта. Поэтому общемировая тенденция такова, что добыча нефти постепенно перемещается с континента на морской шельф. Однако в России всего лишь 3% нефти добывается на шельфе.

Шельфы примыкающих к России морей таят в себе огромные запасы углеводородов. Так, по данным доклада  американского Министерства энергетики, только на арктическом шельфе запасы газа и нефти составляют 22% от всемирных запасов. При этом, по экспертным оценкам, российская часть арктического шельфа может содержать до 80% потенциальных углеводородных запасов России.

 

Сейчас добыча нефти на шельфе осуществляется в рамках четырех проектов. Это «Сахалин-1» и «Сахалин-2» на шельфе Охотского моря с участием «Роснефти» и «Газпрома», проект «Газпрома» на Приразломном месторождении в Печорском море, где добыча началась в 2012 году. [11]

Рано или поздно перед  страной встанет проблема добычи «неприкосновенного запаса» - нефти  арктического шельфа, к которой подступиться очень и очень непросто. В России сейчас нет ни необходимых технологий, ни особой ледовой техники, ни денег  на освоение новых шельфовых месторождений. На Севере фактически нет и инфраструктуры: электросетей, железных дорог, аэродромов.

С некоторыми из этих проблем, например, с отсутствием транспорта и инфраструктуры, сталкиваются и  континентальные проекты, та же Ковыкта, разработка которой уперлась в том числе и в отсутствие транспорта, и Тимано-Печора, которая разрабатывается даже не в половину мощности опять же из-за нехватки транспортных мощностей.

Однако, компании рвутся осваивать арктические месторождения, и в первую очередь самые богатые из них - Приразломное и Штокмановское - в Мурманской области. Но эти месторождения одновременно и самые сложные для разработки.

 

             

Рис. 3. 1 - Штокмановское месторождение (красным), 2 – Приразломное (черным)

 

У России уже есть негативный опыт работы на шельфе в сложных климатических условиях - на Сахалине, где форсированные темпы разработки привели к нескольким авариям: причем даже экологическая катастрофа в заливе Пильтун не заставила задуматься ни нефтяников, ни чиновников.

История шельфовых проектов в России началась недавно. Первым опытом строительства буровых платформ стал Каспий, где работает международный  консорциум по добыче нефти. Вторым –  Сахалин, регион с, несомненно, более  суровыми климатическими условиями. На Сахалине добывают или собираются добывать нефть пять проектов, принадлежащих разным компаниям.